Biochemical transformation of vigna radiata l. «zhasyl dan» seeds under fermentation with the application of sucrose

Abstract

This study presents the results of investigating the effect of sucrose on the amino acid composition of germinated mung bean seeds of the ‘Zhasyl dän’ variety. Particular attention was paid to the dynamics of essential amino acids (EAA), which determine the biological value of the product. Control samples without sucrose and experimental variants with the addition of 2% sucrose were analyzed at 24, 48, and 72 hours of germination. The results showed that the germination process is accompanied by significant changes in the amino acid profile, with sucrose acting as a stimulating factor. The most intensive changes were observed between 24–48 hours, when the maximum accumulation of both essential and some non-essential amino acids was recorded. In particular, the content of leucine + isoleucine increased from 2895 to 3654 mg/100 g, lysine from 1523 to 1838 mg/100 g, phenylalanine from 1486 to 1836 mg/100 g, and valine from 1178 to 1459 mg/100 g. In the control samples, the increase in these amino acids was less pronounced. Additionally, an increase in aspartic acid + asparagine was observed (from 2658 to 3315 mg/100 g), while glutamic acid + glutamine increased from 3966 to 4916 mg/100 g, confirming the activation of nitrogen metabolism and enhanced proteolytic processes during germination. Visualization using graphs and a heatmap confirmed that sucrose enhances the metabolic activity of sprouts, resulting in higher accumulation of free amino acids. The obtained results demonstrate that sucrose supplementation during mung bean germination is an effective method to improve their nutritional value and can be applied in the development of functional food products.

Бұл зерттеуде «Жасыл дән» сортының маш тұқымдарын өндіру кезінде сахарозаның аминқышқылдық құрамға әсері зерттелді. Өнімнің биологиялық құндылығын анықтайтын алмастырылмайтын амин- қышқылдарының (EAA) динамикасына ерекше назар аударылды. Талдауға сахарозасыз бақылау үлгілері және өндірудің 24, 48 және 72 сағатында 2% сахароза қосылған тәжірибелік нұсқалар алынды. Нәтижелер өндіру процесі аминқышқылдық профильдің елеулі өзгерістерімен қатар жүретінін көрсетті, бұл кезде сахароза ынталандырушы фактор ретінде әрекет етеді. Ең қарқынды өзгерістер 24–48 сағат аралығында байқалды, бұл кезде алмастырылмайтын және кейбір алмастырылатын аминқышқылдарының ең жоғары жинақталуы тіркелді. Атап айтқанда, лейцин және изолейциннің мөлшері 2895-тен 3654 мг/100 г-ға, лизиннің мөлшері 1523- тен 1838 мг/100 г-ға, фенилаланиннің мөлшері 1486-дан 1836 мг/100 г-ға, ал валиннің мөлшері 1178-ден 1459 мг/100 г-ға дейін артты. Бақылау үлгілерінде бұл аминқышқылдарының өсуі айтарлықтай төмен болды. Сонымен қатар аспарагин қышқылы мен аспарагиннің мөлшері 2658-ден 3315 мг/100 г-ға, ал глутамин қышқылы мен глутаминнің мөлшері 3966-дан 4916 мг/100 г-ға дейін артқаны байқалды, бұл азот алмасуының белсенділенуін және өндіру барысында протеолитикалық процестердің күшеюін көрсетеді. Графиктер мен жылу картасы түріндегі визуализация сахарозаның өскіндердің метаболикалық белсенділігін күшейтетінін және бос аминқышқылдарының жоғары жинақталуын қамтамасыз ететінін растады. Алынған нәтижелер маш тұқымдарын өндіру кезінде сахароза қосудың олардың тағамдық құндылығын арттырудың тиімді әдісі екенін және функционалды тағам өнімдерін әзірлеуде қолдануға болатынын көрсетеді.

В данном исследовании представлены результаты изучения влияния сахарозы на аминокислотный состав пророщенных семян маша сорта «Жасыл дән». Особое внимание уделено динамике незаменимых аминокислот (EAA), которые определяют биологическую ценность продукта. Анализу подвергались контрольные образцы без сахарозы и экспериментальные варианты с добавлением 2% сахарозы через 24, 48 и 72 часа проращивания. Результаты показали, что процесс проращивания сопровождается значительными изменениями аминокислотного профиля, при этом сахароза выступает как стимулирующий фактор. Наиболее интенсивные изменения наблюдались в интервале 24–48 часов, когда фиксировалось максимальное накопление как незаменимых, так и некоторых заменимых аминокислот. Так, содержание лейцина и изолейцина увеличилось с 2895 до 3654 мг/100 г, лизина — с 1523 до 1838 мг/100 г, фенилаланина — с 1486 до 1836 мг/100 г, а валина — с 1178 до 1459 мг/100 г. В контрольных образцах прирост этих аминокислот был менее выраженным. Дополнительно отмечено повышение содержания аспарагиновой кислоты и аспарагина (с 2658 до 3315 мг/100 г) и глутаминовой кислоты и глутамина (с 3966 до 4916 мг/100 г), что подтверждает активизацию азотного обмена и усиление протеолитических процессов в ходе проращивания. Визуализация в виде графиков и тепловой карты подтвердила, что сахароза усиливает метаболическую активность проростков, обеспечивая более высокое накопление свободных аминокислот. Полученные данные показывают, что добавление сахарозы при проращивании семян маша является эффективным способом повышения их пищевой ценности и может быть использовано при разработке функциональных продуктов питания.